透過阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列（ALMA）觀測距離地球537光年的原恆星B335，科學家首次即時記錄新恆星形成過程中的化學變化。這項研究揭示了宇宙中生命基石的形成與演變，為天文化學研究開闢了新篇章。
恆星的成長過程並非持續穩定，而是間歇性地受到劇烈影響。當大量物質落到恆星表面時，其亮度會暴增，導致周圍塵埃升溫並釋放出凍結的複雜有機分子（COMs）。然而，ALMA的觀測結果顯示，這些氣態COMs在暴增事件結束後並未迅速重新凍結，與過去的認知相左，暗示凍結的過程可能受氣體密度、溫度和環境結構（如磁場和塵埃分佈）的複雜影響。
動畫：B335的特性隨時間變化。左：B335在中紅外線波段的光度變化（JWST等）。中：ALMA的連續譜觀測。右：ALMA對複雜有機分子（甲醇）的觀測。Credit: J.-E. Lee et al.
氣態COMs在原恆星周圍的延遲凍結可能使更多有機物質進入原行星盤，延遲化學均衡狀態的時間，允許更廣泛的物理和化學反應發生，最終影響行星的組成。例如，含碳、氮分子更可能進入形成岩石行星或氣態巨行星的區域。另外，較長的COMs氣態存留時間為更複雜的化學反應提供了機會，例如形成氨基酸或糖類等前生命分子，這些分子可能是生命起源的基石，這意味著行星系統形成過程中可能更容易孕育生命的基本化學條件。
圖說：B335天然實驗室的繪製圖，亮度暴增導致周圍塵埃升溫並釋放出凍結的複雜有機分子（COMs）。Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / J.-E. Lee et al.
不同於實驗室科學家，天文學家無法直接對宇宙進行實驗。B335進行了一場「自然實驗」，展示了生命基石如何在恆星誕生地的周圍演化。
這項研究於本月發表於《天文物理期刊通訊》。ALMA是國際合作計畫，由歐洲南天天文臺（ESO）、美國國家科學基金會（NSF）及日本國立自然科學研究所（NINS）合作，並與智利協辦。ALMA的資金由ESO代表其成員國提供，由NSF與加拿大國家研究委員會（NRC）及臺灣國家科學技術委員會（NSTC）合作提供，以及由NINS與臺灣中央研究院及韓國天文研究院（KASI）合作提供。（編譯／王庭萱）
資料來源：ALMA
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